При температурах выше температуры стеклования Тс развитие высокоэластической деформации начинается с момента нагруже­ния и, таким образом, разрыву полимера предшествует высокоэлас­тическая деформация. Из диаграммы прочностных состояний (см. рис. 11.4) следует, что выше Тс наблюдается разрывная прочность, падающая с температурой по экспоненциальному закону вида *=*эЛ=С0е*°/г, (12.1) где а0 и С0 — постоянные для данного полимера, зависящие от […]

Закономерности разрушения и долговечности полимеров при циклических нагрузках рассмотрены в [9; 11.32]. Закономерности ди­намической и статической усталости сшитого эластомера, например, одинаковы (соотношение между числом циклов до разрушения N и максимальным за цикл напряжением а при растяжении Nom= — const), но статический режим является более «мягким» по срав­нению с динамическим. Несмотря на то что в статическом […]

Временная зависимость прочности полимеров, рассмотренная в предыдущих разделах, наблюдается при действии на материал постоянных нагрузок (напряжений). Это явление было названо ста­тической усталостью или длительной прочностью материала [12; 11.31]. Результаты экспериментальных и теоретических исследова­ний статической усталости полимеров являются фундаментальными в выяснении природы и механизмов разрушения этих материалов, а также для инженерной оценки и прогнозирования долговечности изделий. […]

При вытяжке полимеров наблюдается процесс молекулярной ориентации. Последняя может быть «заморожена» последующим охлаждением вплоть до хрупкого состояния полимера. При одноос­ной вытяжке, имеющей наибольшее практическое значение, моле­кулярная ориентация характеризуется функцией распределения ориентаций сегментов полимерных цепей относительно оси вытяж­ки. Мерой степени ориентации служит среднее значение квадрата косинуса <cos20>, где 0 — угол между сегментом и осью вытяж­ки. […]

Наиболее детально развитие разрушения изучено прямыми структурными методами в твердых полимерах и главным образом в волокнах (инфракрасная спектроскопия, электронный парамаг­нитный резонанс, масс-спектрометрия, ядерный магнитный резо­нанс, рентгеновская дифракция на малые и большие углы, дифрак­ция видимого света, электронная микроскопия, оптическая и элек­тронно-микроскопическая фрактография и др.) [61; 11.27]. Силовое возмущение межатомных связей в нагруженном поли­мере проявляется в изменении […]

Посмотрим теперь, что дает теория согласно формуле (11.40),, учитывая значение энергии активации t/o, со и Я. По данным, приве­денным, в [61], в полимерах обнаруживаются субмикротрещины с /ос^Ю нм (диаметр микрофибриллы), микротрещины с /0 = 10~5Л — — У10-7 м и макротрещины (магистральные трещины)—трещины,, прорастающие в нагруженном полимере через образец. Проанали­зируем различные случаи. Рассмотрим вначале хрупкое […]

Полимерные волокна относятся к кристаллическим, ориентиро­ванным вдоль оси волокна полимерам. Простейшим элементом над­молекулярной структуры волокон являются микрофибриллы, обра­зованные параллельно расположенными полимерными цепями. По­перечные размеры микрофибрилл равны 10—20 нм, но их длина значительно больше. Вдоль фибрилл располагаются поочередна кристаллические и аморфные участки. Их длина для различных во­локон составляет соответственно 5—15 и 2—8 нм [46]. Аморфные участки […]

Выше температуры хрупкости Гхр полимер способен к вытяжке без разрушения, если напряжение превышает предел вынужденной высокоэластичности ав, который практически обращается в нуль при достижении Гс. В этой области при напряжениях ниже ств по­лимер ведет себя как твердое тело. Однако чем выше температура, тем отчетливее наблюдается процессы медленного развития так называемых трещин «серебра», по терминологии Кувшинского […]

Теперь рассмотрим применение термофлуктуационной теории к ^вазихрупкому разрушению. Как и в хрупком состоянии, кинетика роста трещин определяется здесь термофлуктуационным механиз­мом, но в условиях проявления релаксационных свойств. Так, при Рис. 11.15. Зависимость между ло­гарифмом скорости трещины и ее длиной в процессе хрупкого (/) и квазихрупкого (2) разрушения: /о — начальная, /к — критическая длина трещины, vs […]

При анализе процесса квазихрупкого разрушения полимеров наметились два подхода, которые можно отнести к механическому и кинетическому. Механический подход исходит из того, что в материале, приле­гающем к вершине микротрещины при температуре выше Гхр, ког­да предел «текучести» (вынужденной высокоэластичности сы) ста­новится меньше перенапряжений в вершине микротрещииы, проис­ходят микропластические деформации, снижающие концентрацию напряжения. Часть работы разрушения твердого тела […]